《信號分析與處理》教學(xué)大綱

《信號分析與處理》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：06130441課程性質(zhì)：專業(yè)必修課學(xué)分：3學(xué)分學(xué)時：48學(xué)時（理論40學(xué)時）先修課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、電路分析基礎(chǔ)等后續(xù)課程：無適用專業(yè)：電氣工程及其自動化開課單位：電子信息工程學(xué)院一、課程說明《信號分析與處理》課程是電氣工程及其自動化專業(yè)的一門專業(yè)必修課。該課程主要傳授信號與系統(tǒng)的概念及分析方法，其所教授的基本概念、基本理論和基本方法對學(xué)生電子、通信類課程的學(xué)習(xí)有著至關(guān)重要的作用，是一個電氣類專業(yè)工程技術(shù)人員所必需掌握的內(nèi)容。二、課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：通過系統(tǒng)學(xué)習(xí)，要求牢固掌握信號與系統(tǒng)的基本原理和基本分析方法，掌握信號與系統(tǒng)的時域、變換域分析方法，理解各種變換（傅里葉變換、拉普拉斯變換、Z變換）的基本內(nèi)容、性質(zhì)與應(yīng)用。課程目標(biāo)2：建立信號與系統(tǒng)的頻域分析以及系統(tǒng)函數(shù)的概念，為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)后續(xù)課程打下堅實的基礎(chǔ)。能夠進(jìn)行基本的信號分析，運(yùn)用不同的系統(tǒng)對信號進(jìn)行處理。課程目標(biāo)3：建立對通信行業(yè)的基本認(rèn)知，了解國家政策和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前沿動態(tài)，積極理解國家政策發(fā)展的內(nèi)在邏輯，能夠響應(yīng)國家政策，投身產(chǎn)業(yè)建設(shè)，將課堂所學(xué)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)實相結(jié)合，培養(yǎng)自己的勞動者視角和思維，為建設(shè)產(chǎn)業(yè)做好準(zhǔn)備。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《信號分析與處理》課程教學(xué)目標(biāo)對電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)支撐強(qiáng)度1.工程知識1.3能夠利用專業(yè)基礎(chǔ)知識對復(fù)雜電氣工程問題進(jìn)行分析、計算并提出解決方案。課程目標(biāo)1：通過系統(tǒng)學(xué)習(xí)，要求牢固掌握信號與系統(tǒng)的基本原理和基本分析方法，掌握信號與系統(tǒng)的時域、變換域分析方法，理解各種變換（傅里葉變換、拉普拉斯變換、Z變換）的基本內(nèi)容、性質(zhì)與應(yīng)用。H2.問題分析2.2能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，分析并表達(dá)復(fù)雜電氣工程問題的特性，獲得多種解決方案。課程目標(biāo)2：建立信號與系統(tǒng)的頻域分析以及系統(tǒng)函數(shù)的概念，為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)后續(xù)課程打下堅實的基礎(chǔ)。能夠進(jìn)行基本的信號分析，運(yùn)用不同的系統(tǒng)對信號進(jìn)行處理。課程目標(biāo)3：建立對通信行業(yè)的基本認(rèn)知，了解國家政策和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前沿動態(tài)，積極理解國家政策發(fā)展的內(nèi)在邏輯，能夠響應(yīng)國家政策，投身產(chǎn)業(yè)建設(shè)，將課堂所學(xué)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)實相結(jié)合，培養(yǎng)自己的勞動者視角和思維，為建設(shè)產(chǎn)業(yè)做好準(zhǔn)備。H3.設(shè)計/開發(fā)解決方案3.2能夠根據(jù)特定需求，完成對復(fù)雜電氣工程系統(tǒng)與單元（部件）的設(shè)計、調(diào)試與優(yōu)化。課程目標(biāo)2：能夠依據(jù)零件的加工要求，設(shè)計機(jī)械加工工藝和專用工裝。從制造設(shè)備、方法、工藝和制造過程控制等角度解決機(jī)械加工精度和表面質(zhì)量劣化、加工效率降低、成本上升等問題。課程目標(biāo)2：建立信號與系統(tǒng)的頻域分析以及系統(tǒng)函數(shù)的概念，為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)后續(xù)課程打下堅實的基礎(chǔ)。能夠進(jìn)行基本的信號分析，運(yùn)用不同的系統(tǒng)對信號進(jìn)行處理。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配理論部分理論部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配見表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)理論學(xué)時對應(yīng)的課程目標(biāo)1.信號與系統(tǒng)的基本概念1.1信號的描述與分類；1.2常用典型信號；1.3信號的基本運(yùn)算；1.4系統(tǒng)的描述與分類。教學(xué)要求：了解信號的分類、運(yùn)算；掌握常用典型信號及信號的基本運(yùn)算；掌握系統(tǒng)的描述與分類。重點(diǎn)：信號的分類、運(yùn)算、常用信號的性質(zhì)、系統(tǒng)的分類與描述。難點(diǎn)：信號的分類、系統(tǒng)的分類與描述。81、2、32.連續(xù)時間LTI系統(tǒng)的時域分析2.1連續(xù)時間系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型微分方程的建立及表示；2.2系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)；2.3單位沖激函數(shù)；2.4系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)；2.5卷積積分教學(xué)要求：了解線性系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立及系統(tǒng)表示；掌握系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)；掌握沖激函數(shù)的性質(zhì)及沖激響應(yīng)；了解卷積的主要性質(zhì)及卷積積分；掌握連續(xù)系統(tǒng)時域分析中用卷積積分求零狀態(tài)響應(yīng)；重點(diǎn)：單位沖激函數(shù)、系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)、卷積積分。難點(diǎn)：系統(tǒng)零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)的計算。81、2、33.連續(xù)時間系統(tǒng)的頻域分析3.1傅里葉級數(shù)與變換；3.2抽樣；3.3拉普拉斯變換；3.4系統(tǒng)的復(fù)頻域分析教學(xué)要求：掌握周期信號的分解——傅里葉級數(shù)；掌握非周期信號的分解——傅里葉變換及其主要性質(zhì)；）掌握拉普拉斯變換；了解抽樣的概念；掌握連續(xù)系統(tǒng)的復(fù)頻域分析方法。重點(diǎn)：周期信號的傅里葉級數(shù)、非周期信號的傅里葉變換；傅里葉變換的性質(zhì)；抽樣；拉普拉斯變換；連續(xù)時間系統(tǒng)的復(fù)頻域分析。難點(diǎn)：連續(xù)時間系統(tǒng)的復(fù)頻域分析，抽樣。181、2、34.離散信號與系統(tǒng)4.1常用序列及基本運(yùn)算；4.2卷積和；4.3離散時間系統(tǒng)的描述；4.4離散時間系統(tǒng)的響應(yīng)。4.5Z變換教學(xué)要求：掌握離散信號的概念；熟悉卷積和；掌握簡單線性時不變離散系統(tǒng)的差分方程；掌握Z變換與反Z變換；熟悉Z變換的主要性質(zhì)；重點(diǎn)：離散時間系統(tǒng)的描述；離散時間系統(tǒng)的響應(yīng)；Z變換。難點(diǎn)：Z變換的概念。141、2、3合計48五、教學(xué)方法及手段本課程以課堂講授為主，結(jié)合討論、案例、視頻資源共享等教學(xué)手段完成課程教學(xué)任務(wù)和相關(guān)能力的培養(yǎng)。學(xué)生比較全面地理解信號與系統(tǒng)分析的基本方法與設(shè)計原理，在掌握各類信號處理常見電路的基礎(chǔ)上，具有進(jìn)行信號處理方案設(shè)計的初步能力。六、課程資源1.推薦教材：吳大正.信號與線性系統(tǒng)分析[M].北京:高等教育出版社,2019.2.參考書：（1）陳后金.信號與系統(tǒng)[M].北京:高等教育出版社,2014.（2）孫愛晶.信號與系統(tǒng)[M].北京:人民郵電出版社,2015.（3）鄭君里.信號與系統(tǒng)[M].北京:高等教育出版社,2015.3.期刊：（1）電子與信息學(xué)報,中國科學(xué)院電子學(xué)研究所.CN11-4494/TN（2）通信學(xué)報,中國通信學(xué)會.CN11-2102/TN（3）信號處理,中國電子學(xué)會.CN11-2406/TN（4）MECHANICALSYSTEMSANDSIGNALPROCESSING,ISSN0888-3270（5）MULTIDIMENSIONALSYSTEMSANDSIGNALPROCESSING,ISSN0923-60824.網(wǎng)絡(luò)資源：（1）網(wǎng)易公開課./special/opencourse/signals.html.（2）網(wǎng)易公開課./course/NJTU-1001950001.七、課程考核對課程目標(biāo)的支撐課程成績由過程性考核成績和期末考核成績兩部分構(gòu)成，具體考核/評價細(xì)則及對課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見表3。表3課程考核對課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價細(xì)則課程目標(biāo)123過程性考核課上提問20（1）以分組形式課上討論提問，根據(jù)答題情況進(jìn)行計分，滿分100分；（2）以課上記錄成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?510課后學(xué)習(xí)20（1）根據(jù)每個視頻點(diǎn)擊和學(xué)習(xí)時長單獨(dú)評分，滿分100分；（2）以課后學(xué)習(xí)成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。√√√5105作業(yè)10（1）主要考核學(xué)生對各章節(jié)知識點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次作業(yè)單獨(dú)評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績；（3）以作業(yè)成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。√10期末考核50（1）卷面成績100分，以卷面成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績；（2）主要考核信號與系統(tǒng)的基本原理和基本分析方法，信號與系統(tǒng)的時域、變換域分析方法，各種變換（傅里葉變換、拉普拉斯變換、Z變換）的基本內(nèi)容、性質(zhì)與應(yīng)用等內(nèi)容；（3）考試題型為：填空題、判斷題、簡答題等?！獭獭?02010合計：100分403525八、考核與成績評定1.考核方式及成績評定考核方式：本課程主要以課堂表現(xiàn)、作業(yè)、課后學(xué)習(xí)、期末考核等方式對學(xué)生進(jìn)行考核評價。考核基本要求：考核總成績由期末考核成績和過程性考核成績組成。其中：期末考核成績?yōu)?00分（權(quán)重50%），考核題目類型為填空題、判斷題、簡答題等類型，考核題目中綜合應(yīng)用、分析能力考核占比重不低于50%；課堂表現(xiàn)、課后學(xué)習(xí)、作業(yè)等過程性考核成績?yōu)?00分（權(quán)重50%）；過程性考核和期末考核分值分配應(yīng)與教學(xué)大綱各章節(jié)的學(xué)時基本成比例。2.過程性考核成績的標(biāo)準(zhǔn)過程性考核方式重點(diǎn)考核內(nèi)容、評價標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見表4。表4過程性考核方式評價標(biāo)準(zhǔn)考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60課上提問40準(zhǔn)確率大于80%。準(zhǔn)確率大于70%。準(zhǔn)確率大于60%。準(zhǔn)確率大于50%。課上答題無法完成。作業(yè)20作業(yè)完整，準(zhǔn)確率大于90%。作業(yè)完整，準(zhǔn)確率大于80%。不交作業(yè)1次以內(nèi)，準(zhǔn)確率大于70%。不交作業(yè)2次以內(nèi)，準(zhǔn)確率大于60%。不交作業(yè)2次以上，準(zhǔn)確率小于60%。課后